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关键词： 涤棉织物   预处理剂   一浴染色   节能减排  

摘要： 采用预处理剂DM-2022对涤棉针织物进行处理后,通过单因素实验得到优化的预处理工艺:DM-2022 5 g/L,NaOH 1 g/L,40℃保温20 min;再采用分散染料、活性染料一浴染色。结果表明,一浴染色工艺流程比传统二浴法染色工艺短,每缸染色时间缩短4 h;当染料用量小于2.5%,得色约比二浴法深40%,上染率达到80%以上,耐皂洗色牢度达到3~4级,生产成本降低,污水排放量减少,符合低碳环保要求。

关键词： 酸性染料易染氨纶   热性能   染色动力学   染色热力学  

摘要： 传统的聚氨酯纤维（氨纶）已广泛应用于服装,在纺织品中添加少量氨纶即可大大改善纺织品的弹性、耐磨性等力学性能,但染料很难将其着色成较深的色调,因此含有氨纶纤维的纺织品在服用过程中会发生“露白”的问题,影响美观和服用体验。本论文提出了以二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯（HMDI）分别与N-叔丁基二乙醇胺（TBDEA）、1,4-双（2-羟乙基）哌嗪（BHOPA）为原料合成聚氨酯,分别命名为聚（HMDI-TBDEA）和聚（HMDI-BHOPA）,并将其加入到传统氨纶（CPUF）纺丝液中制备对酸性染料染色性能增强的改性聚氨酯纤维—MPUF与BPUF。通过核磁共振(1H和13C NMR)和凝胶渗透色谱（GPC）对聚（HMDI-TBDEA）和聚（HMDI-BHOPA）的合成进行了验证。采用差示扫描量热仪（DSC）、热失重分析（TG）、X射线衍射（XRD）和力学性能测试对CPUF、MPUF和BPUF进行了性能表征,并对CPUF、MPUF和BPUF的染色动力学和染色热力学进行研究。研究表明,通过热分析和XRD分析发现,聚（HMDI-TBDEA）和聚（HMDI-BHOPA）分子结构中的空间结构和不对称性有助于降低硬段的有序排列比例。聚（HMDI-TBDEA）或聚（HMDI-BHOPA）的加入使得氨纶在断裂伸长率和断裂强度下降的情况下,三种氨纶表现出大致相同的弹性恢复。Zeta电位测试表明,聚（HMDI-TBDEA）或聚（HMDI-BHOPA）中的叔胺基在酸性条件下可以质子化并提高MPUF和BPUF上的正电荷携带量。通过对CPUF、MPUF和BPUF染色动力学和染色热力学的研究发现,Elovich模型对三种类型氨纶在不同温度和p H条件下的染色动力学曲线均具有较高适用性。选用Freundlich吸附等温线模型和Langmuir吸附等温模型对酸性染料上染的吸附等温线进行拟合。吸附等温线在不同p H和不同温度下呈现出了不同拟合结果。结合染色动力学的模型拟合和吸附等温线模型拟合,可以得出,酸性染料与CPUF结合的方式有两种:其一为氨脂基在酸性条件通过质子化形成的酸性染料染座,染料通过静电作用完成上染;其次是酸性染料通过范德华力和氢键在氨纶的软段完成上染。酸性染料易染氨纶除了拥有上述两种上染方式,还存在聚（HDMI-TBDEA）或聚（HDMI-BHOPA）上的叔氨基团在酸性条件下质子化形成的酸性染料染座,染料通过静电作用力完成上染。在染色热力学中,这两种染料与纤维的结合方式在不同p H和温度的条件下呈现出了不同的强弱关系,但在染液酸度逐渐提高,通过静电作用结合的上染方式逐渐成为主流。

关键词： 羊毛纤维   活性分散染料   超临界CO2   染色   溶解度  

摘要： 羊毛是一种高档的蛋白质纤维,因其优异的性能和广泛的来源而备受人们青睐。为了解决传统水浴染色的严重水污染问题,以超临界CO2流体为介质进行羊毛纤维清洁化染色逐渐成为新的发展方向之一。但目前羊毛纤维超临界CO2流体染色研究主要涉及染色工艺与其适用染料开发,尚未见对超临界CO2、羊毛、染料三相间的相互作用机制深入研究,而其恰恰是进一步提升羊毛纤维超临界CO2流体染色性能和染料上染率的科学关键。本文以N,N-二甲基均三嗪活性分散染料、N,N-二乙基均三嗪活性分散染料、2-氯,4-乙基苯胺均三嗪活性分散染料以及2-氯,4-丙基苯胺均三嗪活性分散染料为染料,进行超临界CO2羊毛活性分散染料染色三元作用机制研究。 为了探究超临界CO2/染料二元作用行为,分析了N,N-二甲基均三嗪活性分散染料分子与CO2分子间的弱相互作用关系。通过Gaussian 16计算获得染料分子偶极矩,初步实现了对活性分散染料在超临界CO2流体中的溶解性大小预测。利用超临界CO2流体装置进行染料溶解度测试,在343.15-383.15 K、11-23 MPa条件下确定了四种活性分散染料的溶解度数据。利用Bartle、MST、Chrastil、SS、K-J五种半经验模型对溶解度实测值进行拟合关联,AARD%值均在10以下,K-J模型显示了最高拟合水平。 基于染料在超临界CO2中的溶解度,利用活性分散染料探究了羊毛纤维超临界CO2无水染色工艺。在温度383.15 K、压力23 MPa,染料浓度2%（o.w.f.）,时间70 min时,染色羊毛纤维K/S值最高可达5.5,显示了较好匀染性,耐皂洗色牢度在3-4级以上,耐摩擦色牢度在4级以上。扫描电镜测试显示不同温度下染色纤维表面未有明显损伤。单纤维强力测试表明染色纤维断裂强力及断裂伸长率有轻微下降。通过Multiwfn程序计算四种染料分子表面静电势能,确定了染料分子上潜在的反应位点,与红外光谱分析相一致。 基于超临界CO2/染料、染料/羊毛二元作用行为,研究了超临界CO2体系中活性分散染料上染羊毛纤维的染色热力学特性（吸附等温线、染色亲和力、染料分配系数）和染色动力学特性（上染速率曲线、染色速率常数、表观扩散系数和扩散活化能）。结果显示,染色时活性分散染料扩散系数、分配系数、染色亲和力随温度升高而增大。确定了超临界CO2流体中,活性分散染料上染羊毛纤维的染色机理为物理扩散吸附与化学定位吸附相结合。 本文通过超临界CO2/纤维/染料三元体系研究,揭示了CO2、羊毛纤维、活性分散染料间相互作用机制,有助于形成羊毛纤维超临界CO2流体染色研究新思路;同时,通过染料溶解及扩散行为模拟研究,能够为天然纤维超临界CO2流体专用染料研发提供有益参考。

关键词： 非水介质   分散染料   涤纶   染料结构   溶解度   染色性能  

摘要： 涤纶为疏水性纤维,结构紧密,在水中的溶胀性小,因而通常的涤纶水介质分散染料染色须在高温高压条件下进行,耗水耗能大。另一方面,分散染料为非水溶性染料,在水中的溶解度低,因而在商品分散染料的制备和染色过程中需加入大量的分散剂,以保证分散染料在水浴中能均匀分散及上染纤维。然而,这些分散剂最终会残留在染色废水中,造成环境污染和加重废水处理负担。近年来,随着节能减排和可持续发展的需求越来越迫切,分散染料的非水介质染色技术受到越来越多的关注和重视。涤纶的非水介质染色技术具有显著的节水和无需应用分散剂等优势,但存在上染率低于水介质染色的突出问题。本课题旨在从分子结构层面上深层次研究和阐明介质结构-染料结构-溶解度-染色性等内在关系,为涤纶非水介质染色的分散染料优选和染色工艺优化提供理论指导,改善/攻克非水介质体系中分散染料上染率低的问题;也为非水介质染色专用分散染料的开发提供理论依据,促进涤纶非水介质染色技术和理论的发展。主要研究内容和结论有以下二个方面: （1）研究非水介质中分散染料结构与溶解性的相关性。系统研究偶氮型及蒽醌型分散染料在非水介质十甲基环五硅氧烷（D5）和液体石蜡（LP）体系中的溶解特性,并与常规水介质中的溶解性相比较,探究介质、温度等基本因素对溶解度的影响,着重比较和分析分散染料分子结构上通常连结的取代基团结构和性质对于分散染料在非极性介质（D5和LP）中溶解性的影响,并通过溶解度参数研究方法计算出分散染料、非水介质及涤纶纤维的溶解度参数和相对差值,从溶解度参数的角度进一步阐明不同结构分散染料在非水介质中溶解度下降程度不同的内在原因。结果表明:分散染料在不同介质体系中的溶解度从大到小及随温度升高而增大的趋势为:LP>D5>水;归纳和分析了在不同非水介质中分散染料在室温、突变温度及染色温度下的实测溶解度,重点分析了非水介质体系中溶解度特别低和特别高的分散染料的结构特征,得出:分散染料分子结构中极性基团的占比越高,非极性基团的占比越低,在非极性介质中的溶解度越低;强极性基团氰基（-CN）位于偶氮型分散染料的重氮组分比位于偶合组分上对溶解度的影响更明显,可显著降低分散染料在非水介质中的溶解度;蒽醌型分散染料的蒽醌环上连结非极性基团（-CH3、取代苯基）,降低染料整体的极性,增加分散染料在非极性介质中的溶解度;由于形成分子内氢键的原因,极性的羟基（-OH）和氨基（-NH2）连结在蒽醌型分散染料的α-位比连结在β-位的作用下降。利用基团吸引力法计算非水介质液体石蜡的溶解度参数为δLP=8.07/7.92,涤纶纤维的溶解度参数δ涤纶=10.81;偶氮型分散染料与非水介质液体石蜡的溶解度参数差值︱δ偶氮型-δLP︱>3.00,蒽醌型分散染料与非水介质液体石蜡溶解度参数差值︱δ蒽醌型-δLP︱>4.00,则有利于降低分散染料在非水介质中的溶解度。 （2）研究非水介质体系中分散染料结构与染色性的相关性。采用经前期优化的染色工艺对涤纶织物进行染色,比较非水介质和常规水介质中染色织物的K/S值、色光、色牢度等相关染色性能,进一步探讨具有不同取代基团的分散染料在非水介质体系中对涤纶织物的染色效果,并研究分析分散染料中不同取代基的结构和性质差异对非水介质体系中染料的溶解特性和染色特性的影响规律。结果表明:分散染料在非水介质中的溶解性与其在涤纶的上染率呈反比关系,溶解度越高的分散染料越易与非水介质互容,影响染料与纤维之间的亲和力,降低上染率;适用在非水介质体系中上染涤纶的偶氮型分散染料三原色为C.I.分散橙44、C.I.分散红73、C.I.分散蓝165;适用在非水介质体系中上染涤纶的蒽醌型染料有C.I.分散红92、C.I.分散蓝73,色谱有待完善。应用非水介质代替水介质上染涤纶织物,不影响染色织物的色光和色牢度,并具有节水减排的显著优势,但得色量有所下降,D5非水介质比LP非水介质中的上染率下降相对较小。

关键词： 活性染料   环氧季铵盐   改性棉纤维   色光性能  

摘要： 在传统活性染料染色过程中存在染色废水无机盐浓度高、色污染严重、活性染料利用率低等问题。这主要是因为在传统活性染色工艺中需要加入大量的无机盐,以克服染液中染料分子与棉纤维之间的静电斥力,并且这种方法对染料的利用率只有50%～80%,会造成染料的浪费和产生大量有色废水。 为解决上述问题,本文合成一系列环氧季铵盐,然后使用其对棉纤维进行阳离子化处理。采用环氧氯丙烷与五甲基二乙烯三胺等五种叔胺反应合成环氧季铵盐,以五甲基二乙烯三胺与环氧氯丙烷的反应为例,探究反应溶剂种类、反应物配比、反应温度等条件对反应物转化率及产物纯度的影响。最优条件时N,N',N''-三环氧丙基-N,N,N',N'',N''-五甲基-二乙烯基氯化三铵（TEAC）、N,N-二环氧丙基-N,N,N,N-四甲基-1,6-己氯化二铵（DEAC）、环氧丙基二甲基十二烷基氯化铵（EMAC-12）及环氧丙基二甲基十四烷基氯化铵（EMAC-14）的转化率分别为76.9%、99.1%、88.0%、90.8%,环氧值比率分别为71.2%、88.9%、91.7%、96.7%。用1H NMR、IR、元素分析对产物进行结构表征。 然后研究环氧季铵盐改性性能。首先以TEAC为例对单一环氧季铵盐改性过程进行研究。通过IR、XPS、有机元素分析及XRD、TGA等方法对单一改性剂改性纤维性能进行表征。以活性艳蓝KN-R、活性红M-3BE浸染染色的固色率F%等为依据,探究最优改性碱用量、温度、时间、改性剂用量,优化后对两种染料的固色率达到96.5%、98.3%,分别比传统有盐染色提高15.8%、14.3%,染料反应率大于95.0%。对其他种类环氧季铵盐的改性染色效果进行探究,发现单一环氧季铵盐改性无盐染色的K/S值等都比较优异;纤维强度测试发现改性后纤维强度略有降低;具有多个环氧基的环氧季铵盐改性染色后匀染性好、色光偏暗;具有癸基及以上长碳链烷基的环氧季铵盐改性染色后与之相反。 为解决匀染性与色光无法同时满足的问题,以TEAC、DEAC分别同EMAC-14复合改性为例探究短碳链及长碳链环氧季铵盐复合改性纤维的方法。通过表征复合改性纤维以及探究活性艳蓝KN-R浸染染色的上染率E%、固色率F%,两种复合改性剂最优总用量分别为30 g/L、20 g/L。最优时两种复合改性剂改性染色活性艳蓝KN-R的固色率达到99.0%以上,比传统有盐染色提高19.0%,染料反应率高于99.0%。通过单一及复合改性染色对比发现后者具有改性剂用量少、固色率F%及K/S值高、兼具匀染性好及色光偏亮等优点;但是复合改性染色工艺也存在色牢度较差的缺点。总体而言,复合改性染色纤维的工艺要优于传统有盐染色及单一改性染色的工艺。

关键词： 杂环分散染料   匀染性   染色性能   助剂   模拟计算  

摘要： 杂环分散染料是指共轭体系中含氮、氧、硫等杂原子的分散染料,具有结构多样、种类丰富的特点。杂环分散染料以其鲜艳的色光、极佳的发色力、优良的色牢度,得到了纺织行业从业者的大量关注。在分散染料中,蓝色系染料主要以蒽醌型染料为主,成本偏高且品种相对较少。近些年,国外开发出一些色光鲜艳、发色力高且生产成本相对低廉的蓝色杂环分散染料品种。由于对该类染料的染色性能研究不够深入,按照涤纶常规工艺染色时易出现染色不匀现象,甚至出现色花、色点等染色疵病。针对上述问题,本文对市场上两只容易出现匀染性问题的蓝色杂环分散染料——分散蓝354和分散彩蓝QS-B开展上染性能、匀染性及移染性研究,分析该类染料引发匀染性问题的原因,并探究对应的改进策略。首先,对市售分散蓝354和分散彩蓝QS-B进行提纯和分子结构验证,利用红外光谱、质谱、核磁氢谱、高效液相色谱等分析手段证明了染料结构与文献报道结构的一致性,并模拟计算了染料分子的晶胞参数。随后,采用统计学方法计算染色涤纶K/S值的标准偏差,使用标准偏差来评价染色织物的匀染性。通过染色工艺优化,确定采用低染料用量、小浴比的染色工艺来提高标准偏差,突出匀染性问题。然后,通过研究残液法、DMF剥色法和纤维溶解法对测定分散蓝354和分散彩蓝QS-B上染率的适用性,确定选择纤维溶解法获得染料的上染率数据。其次,以匀染性优良的分散蓝60为参比染料,对比研究分散蓝60、分散蓝354和分散彩蓝QS-B对涤纶的匀染性、高温分散稳定性、透染性、染色动力学性能、染色热力学性能与移染性。研究发现,分散蓝60的分子体积小、半染时间短,对涤纶染色时表现出良好的扩散性与移染性,使得匀染性优良。分散蓝354对涤纶较大的标准亲和力以及分散彩蓝QS-B较差的分子扩散性能,是这两只染料匀染性欠佳的主要原因。最后,探究了匀染剂TF-213HA、修补剂TF-216、导染剂TF-258w三种助剂对分散蓝354和分散彩蓝QS-B匀染性的提升效果。研究表明,以非离子表面活性剂为主要成分的匀染剂TF-213HA对分散蓝354和分散彩蓝QS-B的高温分散稳定性提升效果较好,因其具有染料增溶与缓染作用,对匀染性的改善作用明显,在其浓度为0.7 g/L时,可使分散蓝354和分散彩蓝QS-B获得较高的色深与较好的匀染性;由非离子表面活性剂与载体共同组成的修补剂TF-216,对染料的高温分散稳定性提升效果明显,对分散蓝354移染率和匀染性的提升效果明显,对分散彩蓝QS-B移染率和匀染性也有一定的提升能力;含载体的导染剂TF-258w可加快染料上染速率,显著改变染料对纤维的标准亲和力和移染性能,但对匀染性无明显改善作用。

关键词： 醋酯纤维   涤纶   同浴染色   同色性  

摘要： 针对醋/涤同浴染色时纤维同色性差的问题,选择约克夏公司HSF系列高湿牢度分散染料,研究了染料对醋/涤织物染色同色性的影响因素,确定了最佳染色工艺并对织物进行各项服用色牢度测试。结果表明:60%涤纶+40%醋纤织物在染深色时无色差问题;染色深度1%时,在染液pH为5,浴比1∶10,添加载体,染色温度110℃,保温45/55 min的工艺条件下:醋/涤织物的同色性较好,用HSF系列染料织物具有较好的色牢度,优于常规分散染料。

关键词： 硫化染料   脆损   快速   方法  

摘要： 本文根据硫化染料染色织物脆损的原理,以撕破强力和p H检测为表征手段,自主研究了一种硫化染料染色织物脆损快速检测方法。

关键词： Porel纤维   氨纶包芯纱   阳离子染料染色   中空纤维   改性聚酯纤维  

摘要： 采用阳离子红X-6B对Porel氨纶包芯纱进行常压染色,研究了色纱内中外层的表观颜色深度、耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度、耐日晒色牢度以及强力损失,对比了Porel氨纶包芯纱和棉氨纶包芯纱的生产成本。结果表明,Porel氨纶包芯纱可以在常压下进行阳离子染料染色,纱线内中外层色差较小,耐摩擦色牢度和耐皂洗色牢度均达到4.5级及以上,耐日晒色牢度达到6~7级,且纱线强力损失较小。与棉氨纶包芯纱相比,每吨Porel氨纶包芯纱的生产成本减少696.32元,综合成本节省35%。

关键词： 莫代尔   针织混合织物   活性染料   染色工艺  

摘要： 采用公司车间大生产常用的伟华活性染料(WH-3R黄、WH-3B红、WH-B 150%藏青)对莫代尔(Modal)针织混合织物进行染色,颜色包括浅蓝0.1986%(omf)、中灰1.1050%(omf)、藏青2.9700%(omf)、深红7.9250%(omf)。比较不同染色工艺的得色效果、耐汗渍色牢度、耐皂洗色牢度以及耐摩擦色牢度等指标,优选莫代尔针织混合织物活性染料染色的大生产工艺,以解决莫代尔针织混合织物活性染料染色易色花的问题。